(57)【要約】【課題】  燃料電池から排出された水を、外部に好適に排出できる燃料電池自動車および燃料電池自動車の水排出方法を提供する。【解決手段】  反応ガスの反応により発電し水を排出する燃料電池１０と、燃料電池１０から排出された水を貯溜するタンク４１と、タンク４１に貯溜された水を気化させるヒータ５１と、タンク４１における水の貯溜／排出を切り替える排出バルブ６１と、外気温センサを検出する外気温センサ８１と、車速を検出する車速センサ８２と、運転者が排出バルブにおける貯溜／排出を選択するスイッチ８３と、これらを制御し、制御部７１および制御データ記憶部７２を有するＥＣＵ７０と、を備えた燃料電池自動車１である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスの反応により発電し水を排出する燃料電池と、
前記燃料電池から排出された水を貯溜する貯溜手段と、
前記貯溜手段に貯溜された水を気化させる気化手段と、
を備え、気化された水を外部に排出することを特徴とする燃料電池自動車。
【請求項２】
前記貯溜手段における水の貯溜／排出を切り替える切替手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車。
【請求項３】
外気温を検出する外気温センサと、
前記外気温センサが検出した外気温に基づいて、前記気化手段および前記切替手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車。
【請求項４】
車速を検出する車速センサと、
前記車速センサが検出した車速に基づいて、前記気化手段および前記切替手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車。
【請求項５】
運転者が前記切替手段による貯溜／排出を選択するスイッチと、
前記スイッチから送られる貯溜／排出に対応した信号に基づいて、前記切替手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車。
【請求項６】
反応ガスの反応により発電し水を排出する燃料電池と、前記燃料電池から排出された水を貯溜する貯溜手段と、を備えた燃料電池自動車における水排出方法であって、
前記貯溜手段に貯溜された水を気化して外部に排出することを特徴とする燃料電池自動車の水排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池自動車および燃料電池自動車の水排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池を搭載し、この燃料電池からの電力によって走行モータ（電動モータ）を回転させて走行する燃料電池自動車の開発が盛んである。
燃料電池が発電すると、カソード（空気極）での電極反応により、カソードで水が連続的に生成する。また、燃料電池を構成する固体高分子電解質膜（以下、電解質膜）中の水素イオン（プロトン）の拡散性を確保するため、例えば、加湿した空気（加湿空気、酸化剤ガス）をカソード側に供給し、電解質膜の湿潤状態を維持する方法などが採用されている。したがって、燃料電池のカソード側からは、カソードで生成した水や、加湿空気に含まれる水などが排出され、燃料電池のアノード側からは、電解質膜をアノードに透過した水などが排出される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３２１３１６号公報（段落番号００１６〜００２４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような燃料電池を搭載した燃料電池自動車は、一般道路を走行するものであるため、燃料電池から排出された水を液体のまま、燃料電池自動車の外部に排出させたくない要望がある。
【０００４】
そこで、本発明は、燃料電池から排出された水を、外部に好適に排出できる燃料電池自動車および燃料電池自動車の水排出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、反応ガスの反応により発電し水を排出する燃料電池と、前記燃料電池から排出された水を貯溜する貯溜手段と、前記貯溜手段に貯溜された水を気化させる気化手段と、を備え、気化された水を外部に排出することを特徴とする燃料電池自動車である。
【０００６】
ここで、本発明における「気化」とは、液体を加熱して気体にすることだけでなく、液体を適宜な霧化手段（例えば、超音波振動子、液体を霧状に噴霧するノズル）によって霧状にすること（以下、霧化）を含む。
このような燃料電池自動車によれば、貯溜手段によって、燃料電池から排出された水が貯溜される。次いで、気化手段によって、貯溜手段に貯溜された水が加熱されて気化された場合、水蒸気となり、この水蒸気が燃料電池自動車の外部に排出される。これにより、燃料電池自動車から、水が液体のまま排出されることは防止される。よって、例えば路面（走行中の路面、駐車中の路面などを含む）が水浸しになることは防止される。
また、貯溜手段に貯溜された水が霧化手段によって霧化された場合も、燃料電池自動車から、水が液体のまま、一箇所に排出されることは防止される。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記貯溜手段における水の貯溜／排出を切り替える切替手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池自動車である。
【０００８】
このような燃料電池自動車によれば、切替手段によって、貯溜手段における水の貯溜／排出を切り替えることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、外気温を検出する外気温センサと、前記外気温センサが検出した外気温に基づいて、前記気化手段および前記切替手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車である。
【００１０】
このような燃料電池自動車によれば、制御手段は、外気温センサによる外気温に基づいて、気化手段および切替手段の少なくとも一方を制御することができる。さらに、例えば、所定外気温が記憶された制御データ記憶部を備え、制御部は、外気温センサによる実際の外気温（実測外気温）と、前記所定外気温とを比較して、「実測外気温＜所定外気温」の場合に気化手段を作動させて貯溜された水を気化した後に排出し、「実測外気温≧所定外気温」の場合に気化手段を作動させず、切替手段を制御して、貯溜された水を液体のまま外部に排出する構成としてもよい。これにより、気化手段の作動を抑えることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、車速を検出する車速センサと、前記車速センサが検出した車速に基づいて、前記気化手段および前記切替手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車である。
【００１２】
このような燃料電池自動車によれば、制御手段は、車速センサによる車速に基づいて、気化手段および切替手段の少なくとも一方を制御することができる。さらに、例えば、所定車速が記憶された制御データ記憶部を備え、制御部は、車速による実際の車速（実測車速）と、前記所定車速とを比較して、「実測車速＜所定車速」の場合に気化手段によって貯溜された水を気化した後に排出し、「実測車速≧所定車速」の場合に気化手段を作動させず、切替手段を制御して、貯溜された水を液体のまま外部に排出する構成としてもよい。これにより、気化手段の作動を抑えることができる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、運転者が前記切替手段による貯溜／排出を選択するスイッチと、前記スイッチから送られる貯溜／排出に対応した信号に基づいて、前記切替手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池自動車である。
【００１４】
このような燃料電池自動車によれば、制御手段は、スイッチから送られる貯溜／排出に対応した信号に基づいて、切替手段を制御することができる。具体的には例えば、燃料電池自動車が液体のまま水を排出してもよい水捨て場に駐車している場合であって、運転者が水の排出を望んでいる場合、運転者がスイッチを所定に操作することによって、切替手段が制御され、水を液体のまま排出することができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、反応ガスの反応により発電し水を排出する燃料電池と、前記燃料電池から排出された水を貯溜する貯溜手段と、を備えた燃料電池自動車における水排出方法であって、前記貯溜手段に貯溜された水を気化して外部に排出することを特徴とする燃料電池自動車の水排出方法である。
【００１６】
このような燃料電池自動車の水排出方法によれば、貯溜手段に貯溜された水が加熱により気化された場合、水蒸気となって外部に排出される。これにより、燃料電池自動車から、水が液体のまま排出されることは防止される。よって、例えば、路面等が水浸しになることは防止される。適宜な霧化手段によって霧化された場合も、水が液体のまま、一箇所に排出されることは防止される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、燃料電池から排出された水を、外部に好適に排出できる燃料電池自動車および燃料電池自動車の水排出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る燃料電池自動車の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る燃料電池自動車に設定されたフローチャートである。
【００１９】
≪燃料電池自動車の構成≫
図１に示すように、本実施形態に係る燃料電池自動車１は、燃料電池１０を搭載しており、燃料電池１０が発電した際の電力によって、走行モータ（以下、走行モータ）を回転させて走行する自動車である。燃料電池自動車１は、燃料電池１０と、燃料電池１０のアノード１２に水素ガス（燃料ガス、反応ガス）を供給・排出するアノード系２０と、燃料電池１０のカソード１３に加湿空気（酸化剤ガス、反応ガス）を供給・排出するカソード系３０と、燃料電池１０から排出された水を貯溜する貯溜手段４０と、貯溜手段４０に貯溜された水を気化させる気化手段５０と、貯溜手段４０における貯溜／排出を切り替える排出バルブ６１（切替手段）と、これらを制御するＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、制御装置）と、を主に備えている。
【００２０】
＜燃料電池＞
燃料電池１０（燃料電池スタック）は、主として、一価の陽イオン交換型の電解質膜１１の両面をアノード１２（燃料極）およびカソード１３（空気極）で挟持してなる膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly、膜電極複合体）と、ＭＥＡを挟持するセパレータとからなる単セルが、複数積層されることで構成されている。セパレータには、電解質膜１１の全面に水素ガス、加湿空気をそれぞれ供給するための溝や、各単セルに供給するための貫通孔などが複雑に形成されている。そして、アノード１２に水素ガスが、カソード１３に加湿空気が供給されると、前記ＭＥＡにおいて電位差が発生し、燃料電池１０の出力端子に接続した走行モータなどの外部負荷からの電力要求に応じて、燃料電池１０が発電するようになっている。
【００２１】
＜アノード系＞
アノード系２０は、燃料電池１０のアノード１２に水素ガスを供給・排出する系である。以下、アノード系２０の水素ガス供給側、水素ガス排出側の順で説明する。
【００２２】
［アノード系−水素供給側］
アノード系２０の水素供給側は、下流側（燃料電池１０側）に向かって、水素ガスが貯蔵された水素タンク２１と、エゼクタ２２とを主に備えている。水素タンク２１は、配管２１ａを介してエゼクタ２２に接続しており、エゼクタ２２は、配管２２ａを介して燃料電池１０のアノード１２に接続している。配管２１ａには、下流側に向かって順に、遮断弁、減圧弁（ともに図示しない）が設けられている。そして、前記遮断弁を開くと、水素タンク２１から、減圧弁によって水素ガスが所定に減圧された後、燃料電池１０のアノード１２に供給されるようになっている。
【００２３】
［アノード系−水素排出側］
アノード系２０の水素排出側は、気液分離器２３と、水素パージ弁２４と、未反応の水素ガスを希釈する希釈器２５とを主に備えている。
【００２４】
気液分離器２３（キャッチタンク）は、燃料電池１０のアノード１２から排出されたガス（以下、アノードオフガス）を気液分離し、アノードオフガス中の水を除去するための機器である。気液分離器２３は、燃料電池１０のアノード１２の下流側に、配管２３ａを介して接続している。
また、気液分離器２３は、冷媒が流通する冷媒配管（図示しない）などを備えており、内部に導入されたアノードオフガスを所定温度に冷却し、未反応の水素ガスと水とに気液分離するようになっている。ただし、気液分離器２３の気液分離方式はこれに限定されず、例えば遠心力により分離する方式であってもよい。
【００２５】
気液分離器２３の下流側は、配管２３ｂを介してエゼクタ２２と、配管２３ｃを介して希釈器２５とに、それぞれ接続している。配管２３ｂは、分離された未反応の水素ガスをエゼクタ２２に戻し、水素ガスが循環するように、気液分離器２３の適所（上壁など）に設けられている。配管２３ｃは、分離された水（液体）が排出されるように、気液分離器２３の適所（底壁など）に設けられている。配管２３ｃには、開閉弁２６が設けられており、開閉弁２６を適宜に開閉することで、気液分離器２３に溜まった水がドレン水として希釈器２５に送られるようになっている。
【００２６】
水素パージ弁２４は開閉弁であり、その上流側は、配管２４ａを介して、配管２３ｂの途中位置に接続している。水素パージ弁２４の下流側は、配管２４ｂを介して、希釈器２５に接続している。水素パージ弁２４は、循環する水素ガス中の水の量が高くなった時（水素パージ時）等に開かれる。
【００２７】
希釈器２５（希釈ボックス）は、内部に希釈空間を有する機器であり、水素パージ弁２４が開かれる水素パージ時などに、配管２４ｂから供給される未反応の水素ガスを含むアノードオフガスを希釈するようになっている。希釈器２５の上流側は、配管２４ｂの他、配管２３ｃと、配管３１ｂとに接続している。
希釈器２５の下流側には、希釈された水素ガスを、燃料電池自動車１の外部に導く配管２５ａが、適所に設けられている。その他、希釈器２５の下流側には、気液分離器２３により分離され、希釈器２５に導入された水を含むドレン水を、後記するタンク４１に導く配管２５ｂが適所に設けられている。
【００２８】
すなわち、本実施形態に係る燃料電池自動車１では、燃料電池１０から排出された水、つまり、発電によりカソード１３で生成した水と、電解質膜１１をアノード１２に透過した水と、気液分離器２３で分離された水などは、希釈器２５で合流し、配管２５ｂを介して、タンク４１に送られるようになっている。
【００２９】
＜カソード系＞
カソード系３０は、燃料電池１０のカソード１３に加湿空気を供給・排出する系であり、コンプレッサ３１（ポンプ）を主に備えている。
【００３０】
［カソード系−空気供給側］
カソード系３０の空気供給側について説明すると、コンプレッサ３１は、外気を取り込み、圧縮し、カソード１３に送る機器である。コンプレッサ３１は、配管３１ａを介して、燃料電池１０のカソード１３に接続している。また、配管３１ａには、加湿器（図示しない）が設けられており、燃料電池１０の通常発電時は空気を加湿するようになっている。
【００３１】
［カソード系−空気排出側］
カソード系３０の空気排出側について説明すると、燃料電池１０のカソード１３は、配管３１ｂを介して、希釈器２５に接続している。これにより、カソード１３から排出されたカソードオフガス（通常発電時は加湿空気と発電により生成した水）が、配管３１ｂを介して希釈器２５に供給されるようになっている。
また、配管３１ｂには、背圧弁（図示しない）が設けられており、その背圧を調整することで、燃料電池１０におけるアノード１２側の水素ガスの圧力と、カソード１３側の空気の圧力とをバランスさせるようになっている。これにより、電解質膜１１の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
＜貯溜手段＞
貯溜手段４０は、燃料電池１０から排出された水を貯溜する手段であって、タンク４１と、液面センサ４２（液面検出手段）とを主に備えている。
【００３３】
［タンク］
タンク４１は、配管２５ｂの下流端に配置されており、その内部に希釈器２５からのドレン水が供給されるようになっている。希釈器２５からのドレン水は、燃料電池１０の発電により、カソード１３で生成した水や、電解質膜１１をアノード１２側に透過した水などが含まれる。
タンク４１の側壁の上部には排気口４１ａが形成されている。そして、後記する気化手段５０のヒータ５１により気化された水蒸気が、排気口４１ａと、排気口４１ａの下流側に設けられた配管４１ｂを通って、燃料電池自動車１の外部に排出されるようになっている。
また、タンク４１の側壁の下部には、貯溜された水を液体のまま排出する配管４１ｃが設けられている。そして、配管４１ｃの下流端は、排出バルブ６１に接続している。
【００３４】
［液面センサ］
液面センサ４２は、タンク４１に貯溜された水の実際の液面レベル（以下、実測液面レベルＬ１１）を検出するセンサである。このような液面センサ４２としては、貯溜された水の液面にレーザを照射すると共に、液面からの反射レーザを検出するセンサなどを使用できる。
また、液面センサ４２は、後記する制御部７１と電気的に接続しており、制御部７１が実測液面レベルＬ１１を監視している。
【００３５】
＜気化手段＞
気化手段５０は、タンク４１に貯溜された水を加熱して気化させる手段であって、ヒータ５１と、リレースイッチ５２と、電源５３とを主に備えている。ヒータ５１は、電熱式のヒータであって、タンク４１内の水を加熱・気化可能なように、タンク４１の近傍に配置されている。ヒータ５１はリレースイッチ５２を介して電源５３に接続しており、リレースイッチ５２がＯＮされると、電源５３からヒータ５１に通電し、ヒータ５１が発熱するようになっている。リレースイッチ５２は、制御部７１と電気的に接続しており、制御部７１は、所望にリレースイッチ５２をＯＮ／ＯＦＦ、つまり、ヒータ５１を所望にＯＮ／ＯＦＦするようになっている。また、電源５３としては、例えば、燃料電池自動車１に搭載されたバッテリ（二次電池）から電力や、回生時における走行モータの発電電力や、燃料電池１０の発電電力などを使用することができる。
【００３６】
＜排出バルブ＞
排出バルブ６１は、例えば電磁式の開閉弁であって、タンク４１における水の貯溜／排出を切り替えるための切替手段である。排出バルブ６１は、配管４１ｃの下流端に接続している。そして、排出バルブ６１が閉じられるとタンク４１に水が貯溜されるようになっている。一方、排出バルブ６１が開かれると、タンク４１内の水が、排出バルブ６１の下流側に接続した配管６１ａを介して、燃料電池自動車１の外部に排出されるようになっている。また、排出バルブ６１は、制御部７１と電気的に接続しており、制御部７１は排出バルブ６１を所望に開／閉するようになっている。さらに、配管６１ａの下流端に、走行する燃料電池自動車１の走行によって生じる走行風を取り込み、この取り込んだ走行風に同伴させるようにして、排出バルブ６１が開かれた場合に排出される水を拡散する拡散ノズル部を設けてもよい。
【００３７】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０は、制御部７１（制御手段）と、制御データ記憶部７２（制御データ記憶手段）とを主に備えており、これらはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路、各種記憶媒体などから構成されている。
【００３８】
［制御部］
制御部７１は、リレースイッチ５２と、排出バルブ６１と電気的に接続しており、これらを所望に制御するようになっている。また、制御部７１は、液面センサ４２と電気的に接続しており、実測液面レベルＬ１１を監視している。さらに、制御部７１は、後記する外気温センサ８１と電気的に接続しており、外気温センサ８１による実際の外気温（以下、実測外気温Ｔ１１）を監視している。さらにまた、制御部７１は、車速センサ８２と電気的に接続しており、燃料電池自動車１の実際の車速（以下、実測車速Ｓ１１）を監視している。また、制御部７１は、運転者が操作するスイッチ８３と電気的に接続しており、運転者が選択したモード（排出モード、自動モード、ストックモード）を監視している。さらに、制御部７１は、ストック表示用モニタ８４（ストック量表示部）と電気的に接続しており、後記するストック量（％）を表示するようになっている。さらにまた、制御部７１は、燃料電池自動車のイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）と接続しており、ＩＧＳＷのＯＮ／ＯＦＦに連動するようになっている。
【００３９】
［制御部−外気温判定機能］
制御部７１は、外気温センサ８１からの実測外気温Ｔ１１と、制御データ記憶部７２の所定外気温Ｔ１とを比較して、タンク４１内の水を液体のまま排出できる外気温であるか否かを判定する外気温判定機能を備えている（図２、Ｓ１０５参照）。
【００４０】
［制御部−車速判定機能］
制御部７１は、車速センサ８２からの実測車速Ｓ１１と、制御データ記憶部７２の所定車速Ｓ１とを比較して、タンク４１内の水を液体のまま排出できる車速であるか否かを判定する車速機能を備えている（図２、Ｓ１０７参照）。
【００４１】
［制御部−モード判定機能］
制御部７１は、運転者が選択したモードが、タンク４１の水を排出する排出モード、貯溜／排出を自動的に切り替える自動モード、タンク４１に水を貯溜するストックモードのいずれであるかを判定するモード判定機能を備えている（図２、Ｓ１０３、Ｓ１１２、Ｓ１１５参照）。具体的には、制御部７１は、スイッチ８３から、運転者が選択したモードに対応して送られる信号に基づいて、いずれのモードであるか判定するようになっている。そして、制御部７１は、その判定に従って、ヒータ５１をＯＮ／ＯＦＦ、排出バルブ６１を開／閉するようになっている。
【００４２】
［制御部−液面レベル判定機能］
制御部７１は、液面センサ４２による実測液面レベルＬ１１と、制御データ記憶部７２の第１所定液面レベルＬ１を比較して、タンク４１に水を貯溜できるか否かを判定する第１液面レベル判定機能を備えている（図２、Ｓ１０８、Ｓ１１５参照）。
また、制御部７１は、実測液面レベルＬ１１と、制御データ記憶部７２の第２所定液面レベルＬ２とを比較して、ヒータ５１をＯＮせずに、そのまま貯溜を継続できるか否かを判定する第２液面レベル判定機能を備えている（図２、Ｓ１１０参照）。
【００４３】
［制御部−ストック量算出機能］
制御部７１は、液面センサ４２による実測液面レベルＬ１１と、制御データ記憶部７２のストック量算出データとから、例えば、百分率でタンク４１内の水のストック量（％）を算出するストック量算出機能を備えている。そして、制御部７１は、算出したストック量（％）を、ストック表示用モニタ８４で表示するようになっている。
【００４４】
［制御データ記憶部］
制御データ記憶部７２には、予備実験などにより求められた所定外気温Ｔ１、所定車速Ｓ１、第１所定液面レベルＬ１、第２所定液面レベルＬ２、および、ストック量算出データが記憶されている。制御データ記憶部７２は、制御部７１と電気的に接続しており、制御部７１は、所定外気温Ｔ１などを適宜参照可能となっている。
【００４５】
所定外気温Ｔ１とは、運転者がタンク４１における水の貯溜／排出を自動的に切り替える自動モードを選択した場合において、タンク４１内の水を液体のまま排出できるか否かを判定するため基準となる外気温であり、例えば、２〜１０℃に設定される。すなわち、所定外気温Ｔ１は、「実測外気温Ｔ１１＞所定外気温Ｔ１」の場合、タンク４１内の水を液体のまま燃料電池自動車１の外部に排出しても、路面が凍結等しない温度に設定される。
【００４６】
所定車速Ｓ１とは、運転者が前記自動モードを選択した場合において、タンク４１内の水を液体のまま排出できるか否かを判定するため基準となる車速であり、例えば、時速２０ｋｍ／ｈに設定される。すなわち、所定車速Ｓ１は、「実測車速Ｓ１１＞所定車速Ｓ１」の場合、タンク４１内の水を液体のまま燃料電池自動車１の外部に排出しても、排出された水が、走行する燃料電池自動車１によって生じる走行風で外気中に飛散し、路面が水浸しにならない車速に設定される。
【００４７】
第１所定液面レベルＬ１とは、タンク４１内に水を貯溜できるか否かを判定するため基準となる液面レベルである。すなわち、第１所定液面レベルＬ１は、タンク４１内が水で満タンであるか否かの判定基準となる液面レベルである。このように、第１所定液面レベルＬ１を設定し、実測液面レベルＬ１１と比較することによって、タンク４１からの水の溢れ出しが防止されるようになっている。
【００４８】
第２所定液面レベルＬ２とは、運転者が前記自動モードを選択した場合において、ヒータ５１をＯＮさせずに、タンク４１内に水を貯溜できるか否かを判定するため基準となる液面レベルである。すなわち、第２所定液面レベルＬ２は、タンク４１における水の貯溜に余裕があり、「第１所定液面レベルＬ１＞実測液面レベルＬ１１＞第２所定液面レベルＬ２」の場合、ヒータ５１をＯＮさせずに水を貯溜しても、直ちに水が溢れ出さない液面レベルに設定される。
【００４９】
ストック量算出データとは、タンク４１内の液面レベルと、ストック量（％）とが関連付けられたデータ（いわゆる検量線）である。
【００５０】
＜その他＞
その他、燃料電池自動車１は、外気温センサ８１と、車速センサ８２と、スイッチ８３と、ストック表示用モニタ８４とを備えている。
外気温センサ８１は、燃料電池自動車１の実測外気温Ｔ１１を検出する温度センサであり、燃料電池自動車１の適所（ボディなど）に取り付けられている。
車速センサ８２は、燃料電池自動車１の実測車速Ｓ１１を検出するセンサであり、燃料電池自動車１の適所に設けられている。
【００５１】
スイッチ８３は、運転者が、その意思に基づいて、排出モード、自動モード、ストックモードのいずれかを選択するためのスイッチであり、燃料電池自動車１の運転席周りに設けられている。スイッチ８３は、排出モード、自動モード、ストックモードに対応したポジションを選択できるセレクトレバー８３ａを備えており、運転者はセレクトレバー８３ａを操作して、排出モード、自動モード、ストックモードのいずれかを選択できるようになっている。
【００５２】
ストック表示用モニタ８４は、タンク４１における水のストック量（％）を表示するためのモニタであり、インストルメントパネルなどに配置されている。これにより、運転者が、ストック量（％）を視認できるようになっている。
【００５３】
≪燃料電池自動車の水排出方法≫
次に、図１に加えて図２を参照して、制御部７１に設定されたフローチャートと共に、燃料電池自動車１の水排出方法について説明する。燃料電池自動車１の水排出方法は、燃料電池１０から排出され、タンク４１に貯溜された水を加熱・気化して、燃料電池自動車１の外部に排出することを特徴としている。なお、制御部７１は、図２に示すフローチャートの各ステップの処理を繰り返して行っている。
【００５４】
＜燃料電池自動車における燃料電池の通常発電＞
まず、燃料電池１０の通常発電について、簡単に説明する。
水素ガス（反応ガス）がアノード１２に供給され、酸素ガスを含む加湿空気（反応ガス）がカソード１３に供給されると、アノード１２、カソード１３でそれぞれ電極反応が起こり、燃料電池１０を構成するＭＥＡで電位差が発生する。このように電位差が発生した状態で、走行モータなど外部負荷から電力要求があると、燃料電池１０が発電する。
【００５５】
この発電によって、カソード１３では連続的に水が生成する。生成した水（水蒸気）は、カソード１３に供給される加湿空気中の水と共に、カソードオフガスとして、希釈器２５に送られる。一方、カソード１３に供給される加湿空気中の水の一部や、カソード１３生成した水の一部は、電解質膜１１を透過し、アノード１２に到達した後、アノードオフガスに含まれて気液分離器２３に送られる。次いで、気液分離器２３では、気液分離され、分離された水（電解質膜１１を透過した水など）は、希釈器２５に送られる。そして、希釈器２５から、燃料電池１０のカソード１３から送られた水や、気液分離器２３から送られた水が、ドレン水として、タンク４１に送られる。
このように燃料電池１０が通常発電し、燃料電池１０から排出された水が、タンク４１に送られる状況において、制御部７１による処理を、次に説明する。
【００５６】
＜実測液面レベルＬ１１の検出＞
ステップＳ１０１において、制御部７１は、液面センサ４２を介して、実測液面レベルＬ１１を検出する。
【００５７】
ステップＳ１０２において、制御部７１は、実測液面レベルＬ１１と制御データ記憶部７２のストック量算出データとから、実際のストック量（％）を算出する。次いで、制御部７１は、算出したストック量（％）をストック表示用モニタ８４に表示する。
【００５８】
ステップＳ１０３において、制御部７１は、運転者が選択したモードが自動モードであるか否かを判定する。具体的には、制御部７１は、スイッチ８３から、セレクトレバー８３ａが自動モードのポジションに対応した信号が、送られているか否かを判定する。
制御部７１が自動モードであると判定した場合（Ｓ１０３・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。一方、制御部７１が自動モードでないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１２に進む。
なお、ステップＳ１０４に進む場合は、自動モードが選択されている場合であり、ステップＳ１１２に進む場合は、排出モードまたはストックモードが選択されている場合である。
【００５９】
＜自動モード、実測外気温Ｔ１１の検出・判定＞
ステップＳ１０４において、制御部７１は、外気温センサ８１により、実測外気温Ｔ１１を検出する。
【００６０】
次いで、ステップＳ１０５において、制御部７１は、実測外気温Ｔ１１と、制御データ記憶部７２の所定外気温Ｔ１とを比較して、タンク４１内の水を液体のまま排出できる外気温であるか否かを判定する。
「実測外気温Ｔ１１＜所定外気温Ｔ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内の水を液体のまま排出できない外気温であると判定し（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。これにより、実測外気温Ｔ１１が低い場合、タンク４１内の水が液体のまま排出されず、路面等が凍結する虞は防止される。
一方、「実測外気温Ｔ１１≧所定外気温Ｔ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内の水を液体のまま排出できる外気温であると判定し（Ｓ１０５・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。これにより、路面等が凍結する虞の無い状況で、タンク４１内の水を液体のまま排出することができる。
【００６１】
＜自動モード、実測車速Ｓ１１の検出・判定＞
ステップＳ１０６において、制御部７１は、車速センサ８２により、実測車速Ｓ１１を検出する。
【００６２】
ステップＳ１０７において、制御部７１は、実測車速Ｓ１１と、制御データ記憶部７２の所定車速Ｓ１とを比較して、タンク４１内の水を液体のまま排出できる車速であるか否かを判定する。
「実測車速Ｓ１１＜所定車速Ｓ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内の水を液体のまま排出できない車速であると判定し（Ｓ１０７・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。これにより、実測車速Ｓ１１が小さい場合、タンク４１内の水が液体のまま排出されず、路面等が水浸しになることは防止される。
一方、「実測車速Ｓ１１≧所定車速Ｓ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内の水を液体のまま排出できる車速であると判定し（Ｓ１０７・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。これにより、タンク４１から液体のまま排出された水が、走行風によって外気中に飛散し、路面が水浸しになることは防止される。
【００６３】
＜自動モード、実測液面レベルＬ１１と第１所定液面レベルＬ１の比較＞
ステップＳ１０８において、制御部７１は、実測液面レベルＬ１１と、第１所定液面レベルＬ１とを比較して、タンク４１内に水を貯溜できる液面レベルであるか否かを判定する。
「実測液面レベルＬ１１＜第１所定液面レベルＬ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内に水を貯溜できる液面レベルであると判定し（Ｓ１０８・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。
一方、「実測液面レベルＬ１１≧第１所定液面レベルＬ１」である場合、制御部７１は、タンク４１内に水を貯溜できない液面レベルであると判定し（Ｓ１０８・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。これにより、タンク４１における水の溢れ出しは防止される。
【００６４】
ステップＳ１０９において、制御部７１は排出バルブ６１を閉じる。排出バルブ６１が閉じていた場合は、継続して排出バルブ６１を閉じる。その後、処理はステップＳ１１０に進む。
【００６５】
＜自動モード、実測液面レベルＬ１１と第２所定液面レベルＬ２の比較＞
ステップＳ１１０において、制御部７１は、実測液面レベルＬ１１と、第２所定液面レベルＬ２とを比較して、ヒータ５１をＯＮ（リレースイッチ５２をＯＮ）させずに、タンク４１内に水を貯溜できる液面レベルであるか否かを判定する。
「実測液面レベルＬ１１＞第２所定液面レベルＬ２」である場合、制御部７１は、タンク４１に水の貯溜に余裕は少なく、ヒータ５１をＯＮする必要があると判定し（Ｓ１１０・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進む。
一方、「実測液面レベルＬ１１≦第２所定液面レベルＬ２」である場合、制御部７１は、タンク４１に余裕があり、ヒータ５１をＯＮさせずに水を貯溜できる液面レベルであると判定して（Ｓ１１０・Ｎｏ）、処理はリターンに進んだ後、スタートに戻る。
このように、ステップＳ１１０において、タンク４１に貯溜された水の液面レベル（水の貯溜量）に基づいて、ヒータ５１をＯＮ／ＯＦＦ（リレースイッチ５２をＯＮ／ＯＦＦ）することにより、ヒータ５１による電源５３の電力消費を少なくすることができる。
【００６６】
ステップＳ１１１において、制御部７１は、リレースイッチ５２をＯＮし、ヒータ５１をＯＮする。なお、ヒータ５１がＯＮの場合は、継続してヒータ５１をＯＮする。
これにより、ヒータ５１が発熱し、タンク４１内の水が加熱される。そうすると、タンク４１内の水は気化して水蒸気となり、この水蒸気は排気口４１ａ、配管４１ｂを通って、燃料電池自動車１の外部に排出される。このように、タンク４１内の水は水蒸気となって排出されるため、路面が水浸しになることは防止される。
その後、処理はリターンに進んだ後、スタートに戻る。
【００６７】
次に、ステップＳ１０３における判定がＮｏとなって、ステップＳ１１２に進んだ場合について説明する。
ステップＳ１１２において、制御部７１は、運転者が選択したモードが排出モードであるか否かを判定する。具体的には、制御部７１は、スイッチ８３から、セレクトレバー８３ａが排出モードのポジションに対応した信号が、送られているか否かを判定する。
制御部７１が排出モードであると判定した場合（Ｓ１１２・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１３に進む。一方、制御部７１が排出モードでないと判定した場合（Ｓ１０３・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１５に進む。なお、ステップＳ１１５に進む場合は、運転者がストックモードを選択している場合である。
【００６８】
＜排出モード＞
ステップＳ１１３において、制御部７１は、排出バルブ６１を開く。これにより、タンク４１内の水が排出される。なお、排出バルブ６１が開いていた場合は、継続して排出バルブ６１を開く。そして、処理はステップＳ１１４に進む。
【００６９】
ステップＳ１１４において、制御部７１は、リレースイッチ５２をＯＦＦし、ヒータ５１をＯＦＦする。なお、ヒータ５１がＯＦＦの場合は、継続してヒータ５１をＯＦＦする。これにより、ステップＳ１１３の処理によって、排出中の水を加熱することは防止される。すなわち、ヒータ５１による電源５３の電力消費を少なくすることができる。
その後、処理はリターンに進んだ後、スタートに戻る。
【００７０】
＜ストックモード＞
ステップＳ１１５において、制御部７１は、ステップＳ１０８と同様に、実測液面レベルＬ１１と、第１所定液面レベルＬ１とを比較して、タンク４１内に水を貯溜できる液面レベルであるか否かを判定する。
「実測液面レベルＬ１１＜第１所定液面レベルＬ１」である場合、制御部７１は、水を貯溜できると判定し（Ｓ１１５・Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１６に進む。一方、「実測液面レベルＬ１１≧第１所定液面レベルＬ１」である場合、制御部７１は、水を貯溜できないと判定し（Ｓ１１５・Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。これにより、タンク４１における水の溢れ出しは防止される。
【００７１】
ステップＳ１１６において、制御部７１は排出バルブ６１を閉じる。排出バルブ６１が閉じていた場合は、継続して排出バルブ６１を閉じる。その後、処理はステップＳ１１７に進む。
【００７２】
ステップＳ１１７において、制御部７１は、ステップＳ１１４と同様に、リレースイッチ５２をＯＦＦし、ヒータ５１をＯＦＦする。なお、ヒータ５１がＯＦＦの場合は、継続してヒータ５１をＯＦＦする。これにより、運転者によりストックモードが選択され（Ｓ１０３・Ｎｏ、Ｓ１１２・Ｎｏ）、タンク４１に貯溜可能である場合（Ｓ１１５・Ｙｅｓ）、ヒータ５１はＯＦＦされ、ヒータ５１による電源５３の電力消費を少なくすることができる。
その後、処理はリターンに進んだ後、スタートに戻る。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００７４】
前記した実施形態では、タンク４１内の水の実測液面レベルＬ１１を検出する液面検出手段を液面センサ４２から構成したが、これに限定されず、例えばフロートなどで構成してもよい。
【００７５】
前記した実施形態では、燃料電池１０から排出される水などが希釈器２５で合流し、希釈器２５の下流側にタンク４１が位置する場合について説明したが、その他に例えば、燃料電池１０から排出される水を合流させず、燃料電池１０のアノード１２の下流側と、カソード１３の下流側とに、タンク４１（貯溜手段４０）、ヒータ５１（気化手段５０）、排出バルブ６１（切替手段）をそれぞれ備える構成としてもよいし、カソード１３の下流側のみにタンク４１などを備える構成としてもよい。
【００７６】
前記した実施形態では、電力によって発熱するヒータ５１を備えて気化手段５０を構成したが、この他に例えば、ヒータ５１に代えて、超音波を発生することでタンク４１内の水を振動させて、霧化（気化）する超音波振動子を備えて気化手段５０を構成してもよい。このように、超音波振動子を備えて気化手段５０を構成した場合、水の液体から気体への状態変化を伴わないため、電源５３の消費電力（消費エネルギ）を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態に係る燃料電池自動車の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池自動車に設定されたフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１      燃料電池自動車
１０    燃料電池
１２    アノード
１３    カソード
４０    貯溜手段
４１    タンク
４１ａ  排気口
４２    液面センサ
５０    気化手段
５１    ヒータ
６１    排出バルブ（切替手段）
７０    ＥＣＵ
７１    制御部（制御手段）
７２    制御データ記憶部
８１    外気温センサ
８２    車速センサ
８３    スイッチ
８４    ストック表示用モニタ
【図１】
2006311660.tif 000003
【図２】
2006311660.tif 000004